专利名称：有源区键合兼容高电流的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的构造，更为具体地，涉及在键合焊盘下的有源电路的形成。
背景技术：
集成电路包括在半导体材料的衬底之中或之上形成的两个以上的电子器件。一般地，集成电路包括两层以上的用于形成选择器件和所述器件之间的互连的金属层。金属层还向集成电路的输入和输出连接提供电路径。通过键合焊盘来制作集成电路的输入和输出连接。键合焊盘形成在集成电路的顶部金属层上。键合工艺(即球键合布线至键合焊盘的键合)会损伤形成在要形成键合焊盘的金属层下的有源电路。因此，目前的电路布局标准不允许在键合焊盘下形成任何电路或仅允许必须要认真测试的限制结构。
键合焊盘下的损伤由很多种原因引起，但主要取决于在键合布线附着工艺期间发生的应力和随后在封装之后的应力。例如，在封装之后的温度偏移在整个结构上施加横向和垂直力。集成电路的金属层一般由通过较硬的氧化层彼此分离的软铝制成。软铝在压力下易于弯曲而较硬的氧化层不会。这最终导致氧化层中的裂缝。一旦氧化层裂缝，湿气会进入导致铝层的腐蚀并最终导致电路功能失灵。因此，键合工艺一般需要键合焊盘下的固定结构(real estate)仅用作防止在键合工艺期间发生损伤的缓冲层。然而，随着芯片设计师尽力减小芯片的尺寸，期望能够将键合焊盘下的固定结构用于有源电路或互连。
由于上述原因和下述其它原因，这些原因对于本领域技术人员通过阅读和理解本说明书将变得显而易见，在本领域中需要有效允许键合焊盘下的固定结构用于有源电路和互连的改善的集成电路。
发明内容
上述问题和其它问题由本发明来解决并通过阅读和研究下述说明书来理解。
在一个实施例中，公开了一种集成电路。该集成电路包括衬底；顶部导电层；一层或多层中间导电层；绝缘材料层和器件。顶部导电层具有至少一个键合焊盘和相对坚硬材料的亚层。一层或多层中间导电层形成于顶部导电层和衬底之间。绝缘材料层分离导电层。而且，绝缘层中的一层相对较硬且位于顶部导电层与最接近顶部导电层的中间导电层之间。器件形成在集成电路中。另外，至少最接近于顶部导电层的中间导电层适合于键合焊盘下的选择器件的实用互连。
在另一个实施例中，公开了一种集成电路。该集成电路包括衬底；器件区；顶部金属层；第二金属层和一层相对较厚的绝缘材料层。器件区形成于衬底上和衬底中。顶部金属层具有形成于其上的一个或多个键合焊盘。器件区位于衬底于顶部金属层之间。第二金属层位于顶部金属层和器件区之间。相对较厚的绝缘材料层将顶部金属层与第二金属层分离。相对较厚的绝缘层适合于抵抗裂缝。
在另一个实施例中，公开了另一种集成电路。该集成电路包括衬底；多个器件；第二金属层和第一绝缘材料层。多个器件形成于衬底上和衬底中。顶部金属层具有至少一个形成在顶部金属层表面上的键合焊盘。第二金属层位于顶部金属层与衬底之间。而且，第二金属层具有适合于增强集成电路的间隙。第一绝缘材料层形成于顶部金属层和第二金属层之间。
在另一个实施例中，公开了一种形成具有在键合焊盘下的有源电路的集成电路的方法。该方法包括在衬底中和衬底上形成器件；形成第一金属层；形成覆盖第一金属层的第一相对较厚的绝缘材料层，其中绝缘材料的厚度增强集成电路；形成覆盖相对较厚的绝缘材料的顶部金属层和在顶层的表面上形成键合焊盘。
在另一实施例中，公开了一种形成集成电路的方法。该方法包括在衬底中形成器件区；沉积覆盖器件区的第一金属层；构图第一金属层以形成间隙；其中间隙在电流流动的方向上延伸；形成覆盖第一金属层的绝缘层并填充间隙，其中间隙通过提供较硬绝缘材料的支柱来增强集成电路；沉积覆盖氧化层的金属层并在顶部金属层的表面上形成键合焊盘。
在本发明的又一实施例中，公开了一种形成集成电路的方法。该方法包括在衬底中和衬底上形成器件区；形成覆盖器件区的第一金属层；形成覆盖第一金属层的绝缘层；形成覆盖绝缘层的包括接近于氧化层的相对较硬的材料亚层的顶部金属层；并在顶部金属层的表面上形成键合焊盘。
当考虑到优选实施例的描述和下述附图，将更容易理解本发明，且其进一步的优点和使用将更加显而易见，其中图1是根据本发明的一个实施例的集成电路的部分横截面图；图2是本发明的一个实施例的具有间隙的金属层的部分的顶视图；和图3A至3G是本发明的一个实施例中的一种形成集成电路的方法的部分横截面图。
根据普通实践，所述的各种特征并非按比例绘制而是为强调与本发明相关的特殊特征来绘制。贯穿附图和全文参考标记表示相似的元件。
具体实施例方式
在下述优选实施例的详细说明中，参考附图，附图形成实施例部分的且其中通过示例的方式来示出可以实践本发明的特定优选实施例。充分详细地描述这些实施例以使本领域技术人员可以实践本发明，并理解可以使用其它实施例且可以在不脱离本发明的精神和范围下作出逻辑、机械和电的改变。因此，下述详细描述并非限定意义，且本发明的范围仅由权利要求书和其等同物来限定。
在下述说明中，术语衬底通常用来指在其上形成集成电路的任何结构、以及在集成电路制造的各阶段期间的这种结构。该术语包括掺杂的和未掺杂的半导体、在支撑半导体或绝缘材料上的半导体外延层、这种层的结合、以及其它本领域公知的这类结构。用于该申请中的相对位置的术语根据平行于常规平面或晶片或衬底的工作表面的平面来限定，而无关于晶片或衬底的取向。用于该申请中的术语“水平平面”和“横向平面”限定为平行于常规平面或晶片或衬底的工作表面的平面，而无关于晶片或衬底的取向。术语“垂直”是指垂直于水平的方向。诸如“上”、“侧”(如“侧壁”)、“较高”、“较低”、“之上”、“顶部”和“底部”的术语是相对于常规平面或晶片或衬底的顶表面上的工作表面来限定的，无关于晶片或衬底的取向。
本发明的实施例提供集成电路的方法和结构，该集成电路允许使用键合焊盘下的固定结构来用于有源器件和互连。此外，本发明的实施例提供可以使用键合焊盘下的所有金属层用于器件的实用互连的结构。另外，本发明的实施例还提供允许使用TiN顶层的亚微米互连线和能够承载高电流的相对较宽的线同时存在于键合焊盘下面的结构。
图1，示出本发明的一个实施例的集成电路100的部分横截面图。在该实施例中，示出的集成电路100的部分包括N沟道MOS功率器件102、N-DOMS器件104和NPN双极性器件106。图1还示出三层导电层，在该实施例中，这三层导电层包括第一金属层M1 108、第二金属层M2 110和第三金属层M3112。金属层108、110和112可以由诸如铝、铜等导电材料制成。此外，在另一实施例中，金属层108、110和112的其中至少一层通过形成许多交替导电层的亚层的亚微米工艺制成。第三金属层M3 112可以称为顶部金属层112。如示出，通过构图钝化层132在第三金属层M3 112的表面上形成键合焊盘130。球键合布线114(键合布线114)可以耦合于键合焊盘130以提供到集成电路100的输入和输出。虽然，该实施例仅示出三层金属层108、110和112，其它实施例具有更多或更少的金属层。例如，在多于三层金属层的实施例中，附加的金属层形成在金属层108和110之间。通过本领域公知的诸如沉积和构图的常规方法来形成每一互连金属层108、110和112。
如图1中所示，通路116选择性地耦合于互连金属层110和108以在集成电路100的器件102、104和106之间形成电互连。还示出提供到器件102、104和106的元件和第一金属层108的电互连的通路118。
在一个实施例中，使用亚微米工艺来形成金属层M2 110和金属层M3112。亚微米工艺使用许多亚层来形成金属层。在一个实施例中，亚层为Ti、TiN和Al合金的交替层。在一个实施例中，金属层110的亚层的顶层(即面对金属112的亚层)为TiN层120。TiN层120用于该位置，是由于其有助于金属层110构图的低反射特性。然而，亚层120的存在易于增加在分离金属层110与金属层112的氧化层中形成裂缝的可能性。特别是，由于TiN层很硬，当施加应力时其不能弯曲。结果，在分离氧化层上的横向应力易于在分离氧化层中形成裂缝。此外，在另一实施例中，一层TiW形成亚层120。
本发明的实施例减小在分离氧化层122中形成裂缝的可能性。在一个实施例中，将分离氧化层122(即分离金属层110与金属层112的氧化层)形成的相对较厚。在一个实施例中，将分离氧化层122形成为至少1.5μm厚。相对较厚的分离氧化层122的使用减小了在氧化层122中形成裂缝的可能性。在另一实施例中，分离氧化层通常为电介质或绝缘层。
此外在一个实施例中，第三金属层M3 112包括非常坚硬材料的相对较硬的亚层126。将硬亚层126形成为相邻于分离氧化层122并相对于形成键合焊盘114的第三金属层的一侧。硬亚层126相比于铝非常坚硬。硬亚层在氧化层122的较大区域上分布横向和垂直应力，由此减小氧化层122中的裂缝倾向。在一个实施例中，用于硬亚层126的材料为TiN。这取决于TiN与常规亚微米沉积和蚀刻技术的适应性。在另一实施例中，硬亚层126为氮化物层。在一个实施例中，硬亚层126近似80nm厚。在另一实施例中，诸如TiW的材料用于硬亚层126。
在另一实施例中，形成在被选择的区域中具有间隙124的第二金属层M2110。非常宽(横向宽度)的第二金属层110易于使结构变弱，因此使在分离氧化层122出现裂缝的几率更高。在该实施例中，间隙124易于通过提供较硬的氧化物柱体来增强该结构。通过正确的布图使间隙124在集成电路功能上的影响最小化。即，可以使间隙的密度最小化以便于布图设计不受显著限制。在一个实施例中，间隙124占键合焊盘下的第二金属层M2 110的总面积的不足10％。在另一个实施例中，间隙如此趋向以便于最小化对流经第二金属层M2110的电流的影响。在图2中示出形成最小化对流经第二金属层M2中的电流的影响的间隙124的实例。图3还示出第三金属层112。
图3A至3G示出本发明的一个实施例的相关方面的形成。图3A示出在衬底301上的集成电路300形成开始的部分横截面侧视图。该部分横截面侧视图示出该实施例中的集成电路300包括N沟道MOS302、N-DMOS304和NPN器件306。本领域人员会理解可以在集成电路300中形成其它类型的器件且本发明不限于仅具有N沟道MOS、N-DMOS和NPN器件的集成电路。由于器件302、304和306的形成并非本发明的特征部分，图3A示出已经形成它们。通过诸如沉积、蚀刻掩模和注入的本领域公知技术来形成这些器件302、304和306。形成覆盖器件302、304和306的第一绝缘层308。在一个实施例中，绝缘层308为第一氧化层308的一层。通过诸如掩模和蚀刻的本领域公知技术来形成通路310。然后由导电材料填充通路310以形成与第一金属层312和器件302、304以及306的接触。通过首先沉积金属层然后构图第一金属层312以形成选择互连来形成第一金属层312。然后形成覆盖第一金属层M1 312和第一氧化层308的暴露区域的第二绝缘层314。在一个实施例中，第二绝缘层314为第二氧化层314。通过掩模第二氧化层的表面来在第二氧化层314中形成通路并向下蚀刻通路316到被构图的第一金属层312的选择的部分。然后用导电材料填充通路316。
参考图3B，在第二氧化层的表面上沉积第二金属层M2 318。在一个实施例中，通过包括多个交替不同金属层的亚微米工艺形成第二金属层318。在一个实施例中，交替金属层为Ti、TiN和Al合金。第二金属层M2 318的顶部亚层320由有助于第二金属层M2 318构图的TiN制成。在图3C中示出顶部亚层320。如图3中示出，在该实施例中，然后构图第二金属层318以形成间隙322。间隙322通过提供坚硬氧化物柱体来增强结构。然后形成覆盖第二金属层M2的第三绝缘层324。这在图3D中示出。在一个实施例中，第三绝缘层324为第三氧化层324。第三氧化层324还填充间隙322。在一个实施例中，形成相对较厚的第三氧化层324(分离氧化层324)。此外，在一个实施例中分离氧化层324的厚度为至少1.5μm。
然后在分离氧化层324的表面上形成一层相对较坚硬的金属层326。这在图3E中示出。该硬层326在分离氧化层324的较大区域上分布横向和垂直应力。由一层诸如TiN或SiN的氮化物层形成一些实施例的硬层326。在另一实施例中，由一层TiW形成硬层326。而且，在一个实施例中，硬层326形成近似80nm厚。参考图3F，形成覆盖硬层326的第三金属层M3 328。在一个实施例中，硬层326为在第三金属层M3 328形成期间通过常规亚微米沉积和蚀刻技术形成的亚层。在另一实施例中(未示出)，硬层326为接近于分离氧化层324形成的第三金属层M3 328的亚层。然后在第三金属层M3 328的上表面上通过构图沉积的钝化层332来形成键合焊盘330。这在图3G中示出。在图3G中还示出，然后将球形键合布线334耦合于键合焊盘330。虽然，未在图中示出，在相对较厚的氧化层324中形成通路以便于顶部金属层328还可以用于互连器件。此外，在本领域中会理解单个集成电路可以具有多个键合焊盘且本发明不限于单个键合焊盘。
虽然已经在本文中示出并描述了具体的实施例，本领域普通技术人员会理解，计划获得相同目的的任何布置可以替代示出的具体实施例。该申请旨在覆盖本发明的任何修改和变化。因此，主要目的是该发明仅由权利要求书及其等同物来限定。
权利要求
1.一种集成电路，包括衬底；顶部导电层，顶部导电层具有至少一个键合焊盘和相对坚硬材料的亚层；一个或多个形成于顶部导电层与衬底之间的中间导电层；将导电层彼此分离的绝缘材料层，绝缘材料层中的一层相对坚硬并位于顶部导电层与最接近于顶部导电层的中间导电层之间；和形成在集成电路中的器件，其中至少最接近于顶部导电层的中间导电层适用于在键合焊盘下的选择器件的实用互连。
2.权利要求1的集成电路，其中亚层由TiN制成。
3.权利要求1的集成电路，其中亚层由TiW制成。
4.权利要求1的集成电路，其中亚层为氮化物层。
5.权利要求1的集成电路，其中器件为相对较高的电流器件且一个或多个中间导电层形成相对较宽的互连线以容纳相对较高的电流。
6.权利要求1的集成电路，其中至少一个导电层还包括通过亚微米工艺形成的导电亚层。
7.权利要求1的集成电路，其中导电层为金属层。
8.权利要求7的集成电路，其中至少一层金属层由包括铝和铜的金属层组中的金属层形成。
9.权利要求1的集成电路，其中一个或多个中间导电层还包括第二导电层，通过相对较厚的绝缘层将第二导电层与顶部导电层分离。
10.权利要求9的集成电路，其中相对较厚的绝缘层为至少1.5μm厚的氧化层。
11.权利要求9的集成电路，其中第二导电层还包括相邻于相对较厚的绝缘层的TiN层。
12.权利要求9的集成电路，其中第二导电层具有间隙。
13.权利要求12的集成电路，其中间隙占至少一个键合焊盘下的第二金属层的总面积的不足10％。
14.权利要求12的集成电路，其中间隙取向为最小化对流经第二金属层的电流的影响。
15.一种集成电路，包括衬底；形成在衬底上和衬底中的器件区；顶部金属层，顶部金属层具有一个或多个形成于其上的键合焊盘，器件区位于衬底与顶部金属层之间；第二金属层，位于顶部金属层与器件区之间；相对较厚的绝缘材料层，将顶部金属层与第二金属层分离，其中相对较厚的绝缘层适于防止裂缝。
16.权利要求15的集成电路，其中相对较厚的绝缘层为具有至少1.5μm厚度的氧化层。
17.权利要求15的集成电路，还包括位于器件区与第二金属层之间的一个或多个中间金属层。
18.权利要求15的集成电路，其中第二金属层包括相邻于相对较厚的绝缘材料层设置的TiN亚层。
19.权利要求15的集成电路，其中第二金属层具有适合于增强集成电路的间隙。
20.权利要求19的集成电路，其中间隙占一个或多个键合焊盘下的第二金属层的总面积的不足10％。
21.权利要求19的集成电路，其中将间隙取向成最小化对流经第二金属线的电流的影响。
22.权利要求15的集成电路，还包括一层适于在相对较厚的绝缘层的较大区域上分布横向和垂直应力的相对较坚硬的材料层。
23.权利要求22的集成电路，其中相邻于顶部金属层和相对较厚的绝缘层形成相对较坚硬的材料层。
24.权利要求22的集成电路，其中相对较坚硬的材料层由TiN制成。
25.权利要求22的集成电路，其中相对较坚硬的材料层由TiW制成。
26.权利要求22的集成电路，其中相对较坚硬的材料的厚度近似80nm。
27.权利更求22的集成电路，其中将对较坚硬的材料层为氮化物层。
28.权利要求22的集成电路，其中相对较坚硬的材料层为由亚微米工艺形成的顶部金属层的亚层。
29.权利要求28的集成电路，其中相对较坚硬的材料亚层形成在接近于相对较厚的绝缘层。
30.一种集成电路，包括衬底；形成于衬底上和衬底中的多个器件；顶部金属层，具有至少一个形成于顶部金属层表面上的键合焊盘；位于顶部金属层与衬底之间的第二金属层，第二金属层具有适于增强集成电路的间隙；和形成于顶部金属层与第二金属层之间的第一绝缘材料层。
31.权利要求30的集成电路，其中最小化第二金属层中的间隙密度以最小化对集成电路功能的影响。
32.权利要求30的集成电路，其中间隙占相关键合焊盘下的第二金属线的总面积的不足10％。
33.权利要求30的集成电路，其中间隙在电流流动的方向上延伸。
34.权利要求30的集成电路，其中顶部金属层包括相邻于第一绝缘层设置的相对较坚硬的亚层。
35.权利要求30的集成电路，其中第二金属层包括相邻于第一绝缘层设置的TiN亚层。
36.权利要求30的集成电路，其中第二金属层包括相邻于第一绝缘层设置的TiW亚层。
37.权利要求30的集成电路，其中第一绝缘层相对较厚。
38.权利要求37的集成电路，其中第一绝缘层为具有至少1.5μm厚度的第一氧化层。
39.一种形成在键合焊盘下具有电路的集成电路的方法，该方法包括在衬底中和衬底上形成器件；形成第一金属层；形成覆盖第一金属层的相对较厚的第一绝缘材料层，其中第一绝缘层的厚度增强集成电路；形成覆盖相对较厚的绝缘层的顶部金属层；和在顶部层的表面上形成键合焊盘。
40.权利要求39的方法，其中相对较厚的第一绝缘材料层为具有至少1.5μm厚的氧化层。
41.权利要求39的方法，还包括在器件与第一金属层之间形成一个或多个中间金属层。
42.权利要求39的方法，其中形成第一金属层，还包括构图第一金属层以形成间隙。
43.权利要求42的方法，其中间隙占键合焊盘下的第一金属层的总面积的不足10％。
44.权利要求42的方法，其中将间隙如此取向形成以便于最小化流经第一金属层的电流的影响。
45.权利要求42的方法，其中形成间隙以在电流流经第一金属层中的方向上延伸。
46.权利要求39的方法，其中形成顶部金属层，还包括形成相对较坚硬材料的亚层。
47.权利要求46的方法，其中相对较坚硬的材料为TiN。
48.权利要求46的方法，其中相对较坚硬的材料由氮化物层制成。
49.权利要求46的方法，其中接近于相对较厚的第一绝缘材料层形成相对较坚硬的材料。
50.一种形成集成电路的方法，该方法包括在衬底中形成器件区；沉积覆盖器件区的第一金属层；构图第一金属层以形成间隙，其中间隙在电流流动的方向上延伸；形成覆盖第一金属层的绝缘层并填充间隙，其中间隙通过提供较硬绝缘材料的柱体来增强集成电路；沉积覆盖绝缘层的顶部金属层；和在顶部金属层的表面上形成键合焊盘。
51.权利要求50的方法，其中绝缘层为至少1.5μm厚的氧化层。
52.权利要求50的方法，其中第一金属层中的间隙占键合焊盘下的金属线的总面积的不足10％。
53.权利要求50的方法，其中形成顶部金属层，还包括相邻于该绝缘层形成相对较坚硬材料的亚层。
54.权利要求53的方法，其中相对较坚硬的材料为TiN。
55.权利要求53的方法，其中相对较坚硬的材料为TiW。
56.权利要求53的方法，其中相对较坚硬的材料由氮化物亚层制成。
57.一种形成集成电路的方法，该方法包括形成在衬底中和衬底上的器件区；形成覆盖器件区的第一金属层；形成覆盖第一金属层的绝缘层；形成覆盖绝缘层的包括接近于绝缘层的相对较坚硬的材料亚层的顶部金属层；和在顶部金属层的表面上形成键合焊盘。
58.权利要求57的方法，其中相对较厚的材料亚层为TiN。
59.权利要求57的方法，其中相对较坚硬的材料为TiW。
60.权利要求57的方法，其中相对较厚的材料亚层由氮化物层形成。
61.权利要求57的方法，其中绝缘层为具有不小于1.5μm厚度的氧化层。
62.权利要求57的方法，其中形成第一金属层还包括构图第一金属层以形成间隙，其中间隙占键合焊盘下的第一金属层的总层面积的不足10％。
63.权利要求57的方法，还包括在第一金属层与器件区之间形成一个或多个中间金属层；和构图一个或多个中间金属层以在器件之间形成互连。
64.权利要求14的集成电路，其中将间隙取向成最小化对流经第二金属层的电流的影响，还包括在电流流动的方向上延伸间隙。
65.权利要求21的集成电路，其中将间隙取向成最小化对流经第二金属层的电流的影响，还包括在电流流动的方向上延伸间隙。
66.权利要求39的方法，其中在衬底中和衬底上形成器件包括在键合焊盘下形成至少一个器件。
67.权利要求50的方法，其中键合焊盘直接形成在至少一个器件区上。
68.一种集成电路，包括衬底；顶部导电层，顶部导电层具有至少一个键合焊盘和至少一个亚层，其中至少一个亚层比顶部导电层的其它亚层相对较坚硬；在顶部导电层与衬底之间形成的一个或多个中间导电层；将一层或多层导电层彼此分离的一层或多层绝缘材料层；和形成在集成电路中的器件，其中最接近于顶部导电层的至少一个中间导电层适用于键合焊盘下的选择器件的实用互连。
69.权利要求68的集成电路，其中至少一个亚层为包括TiN、SiN和TiW的组中的一种。
70.权利要求68的集成电路，其中至少一层中间导电层具有间隙。
71.权利要求70的集成电路，其中间隙在电流流动的方向上延伸以最小化它们对电流流动的影响。
72.权利要求68的集成电路，其中至少一个中间导电层为最接近于顶部导电层的中间导电层。
73.权利要求68的集成电路，其中绝缘材料层中的一层比其它绝缘材料层厚，且位于顶部导电层与最接近于顶部导电层的中间导电层之间。
74.一种集成电路，包括衬底；形成在衬底上和衬底中的器件区；顶部金属层，顶部金属层具有形成于其上的一个或多个键合焊盘，器件区位于衬底与顶部金属层之间；第二金属层，位于顶部金属层与器件区之间；和将顶部金属层与第二金属层分离的第一绝缘材料层，其中绝缘层具有选择防止裂缝的厚度。
75.权利要求74的集成电路，其中绝缘材料层至少1.5μm厚。
76.权利要求74的集成电路，其中第二金属层具有一个或多个在电流流动方向上延伸的间隙。
77.权利要求74的集成电路，还包括位于顶部金属层与衬底之间的多个中间金属层，多个金属层包括第二金属层；和将导电层彼此分离的绝缘材料层，绝缘材料层包括第一绝缘材料层。
78.权利要求77的集成电路，其中在一个或多个键合焊盘下的多个中间导电层适用于有源器件和实用互连。
79.一种集成电路，包括衬底；顶部导电层，顶部导电层具有至少一个形成于其上的键合焊盘；形成于顶部导电层与衬底之间的一个或多个中间导电层；将一个或多个导电层彼此分离的一个或多个绝缘材料层；一个或多个中间导电层中最接近于顶部导电层的一层具有适合于增强集成电路的间隙；和形成在集成电路中的器件，其中一个或多个中间导电层适合于键合焊盘下的选择器件的实用互连。
80.权利要求79的集成电路，还包括比顶部导电层坚硬的相对较坚硬的材料亚层，相对较坚硬的材料亚层形成在顶部导电层与分离最接近于顶部导电层的至少一个中间导电层的一个或多个绝缘材料层中的一层之间。
81.权利要求79的集成电路，其中绝缘材料层中的一层比绝缘材料的其它层厚且位于顶部导电层与最接近于顶部导电层的中间导电层之间。
82.权利要求79的集成电路，其中在一个或多个中间导电层中的最接近于顶部导电层的一层中的间隙在电流流动的方向上延伸以最小化它们对电流流动的影响。
83.权利要求79的集成电路，其中在一个或多个中间导电层中的最接近于顶部导电层的一层中的间隙占至少一个键合焊盘下的面积的不足10％。
84.一种集成电路，包括衬底；顶部导电层，顶部导电层具有至少一个形成于其上的键合焊盘和至少一个亚层，其中至少一个亚层比剩余的顶部导电层相对较坚硬；形成于顶部导电层与衬底之间的一个或多个中间导电层，一个或多个中间导电层中最接近于顶部导电层的一层具有适合于增强集成电路的间隙；将一个或多个导电层彼此分离的一个或多个绝缘材料层，一个或多个绝缘材料层包括分离顶部金属层与一个或多个中间导电层中的最接近的一层的第一绝缘材料层，其中该绝缘层具有选择防止裂缝的厚度；和形成在集成电路中的器件，其中至少一个键合焊盘下的一个或多个中间导电层适合于有源器件和实用互连。
85.一种形成集成电路的方法，该方法包括形成在衬底上和衬底中的器件；形成覆盖衬底的一个或多个中间导电层；形成将一个或多个导电层彼此分离的一个或多个绝缘材料层；形成顶部导电层，顶部导电层包括比剩余顶部导电层相对较坚硬材料的至少一个亚层；和在顶部导电表面上形成至少一个键合焊盘，其中至少一个相对较坚硬的材料亚层适合于防止在至少一个键合焊盘下的一个或多个中间导电层的裂缝以便于在至少一个键合焊盘下的一个或多个中间导电层可以用于器件中被选择的各器件的实用互连。
86.权利要求85的方法，其中相对较坚硬的亚层由来自包括TiN、SiN和TiW的材料组中的一种制成。
87.权利要求85的方法，还包括将一个或多个绝缘材料层中的在顶部导电层与最接近于顶部导电层的中间导电层之间的一层形成得比剩余的多个绝缘层中的一层相对较厚。
88.权利要求85的方法，还包括在一个或多个中间导电层中的一层中形成间隙以形成通过一个或多个中间导电层中的一层的相对较坚硬的绝缘材料柱体。
89.权利要求88的方法，其中一个或多个中间导电层的一层为最接近于顶部导电层的中间导电层。
90.一种形成集成电路的方法，该方法包括在衬底上和衬底中形成器件区；形成覆盖衬底的第一金属层；形成覆盖第一金属层的顶部金属层；在顶部金属层上形成至少一个键合焊盘；和形成分离顶部金属层与第一金属层的第一绝缘材料层，其中第一绝缘材料层具有被选择为防止裂缝的厚度。
91.权利要求90的方法，其中第一绝缘材料层形成为至少1.5μm厚。
92.权利要求90的方法，还包括在第一金属层与衬底之间形成一个或多个中间金属层；和形成一个或多个绝缘层以将一个或多个中间金属层彼此分离。
93.权利要求90的方法，还包括在顶部金属层与第一绝缘材料层之间形成材料亚层，材料亚层比剩余的顶部金属层相对较坚硬以便于在一个或多个键合焊盘形成其间在顶部金属层上出现的应力分布在第一绝缘材料层的较大区域上以减小使第一绝缘材料层裂缝的可能性。
94.权利要求90的方法，还包括在第一金属层中形成间隙以形成通过第一金属层的相对坚硬的绝缘材料柱体。
95.一种形成集成电路的方法，该方法包括在衬底中和衬底上形成器件；形成覆盖衬底的顶部导电层；在顶部导电层上形成至少一个键合焊盘；在顶部导电层与衬底之间形成一个或多个中间导电层；形成将一个或多个导电层彼此分离的一个或多个绝缘材料层；和在一个或多个中间导电层中最接近于顶部导电层的一层中形成间隙，该间隙适合于通过形成穿通一个或多个中间导电层中最接近于顶部导电层的一层的相对较坚硬的绝缘材料的柱体来防止至少一个键合焊盘下的一个或多个中间导电层裂缝，其中一个或多个中间导电层适合于键合焊盘下的选择器件的实用互连。
96.权利要求95的方法，其中一个或多个中间导电层中最接近于顶部导电层的一层中的间隙形成在电流流动的方向上以减小间隙对电流流动的影响。
97.权利要求95的方法，还包括在顶部导电层与将一个或多个中间导电层中最接近于顶部导电层的一层与顶部导电层分离的绝缘材料层中的一层之间形成材料亚层，该材料亚层比剩余的顶部导电层相对较坚硬以便于在至少一个键合焊盘形成期间出现在顶部导电层上的应力分布在一个或多个绝缘材料层的较大区域上以减小使一个或多个绝缘材料层裂缝的可能性。
98.权利要求95的方法，还包括在顶部导电层与最接近于顶部导电层的中间导电层之间形成比剩余的多个绝缘层的一层相对较厚的一个或多个绝缘材料层中的一层。
全文摘要
一种在键合焊盘下具有电路的集成电路。在一个实施例中，该集成电路包括衬底；顶部导电层；一层或多层中间导电层；绝缘材料层和器件。顶部导电层具有至少一个键合焊盘和相对坚硬的材料亚层。一层或多层中间导电层形成于顶部导电层和衬底之间。绝缘材料层分离导电层。而且，绝缘层中的一层相对较硬且位于顶部导电层与最接近顶部导电层的中间导电层之间。器件形成在集成电路中。另外，至少最接近于顶部导电层的中间导电层适合于键合焊盘下的选择器件的实用互连。
文档编号H01L23/485GK1645606SQ20041009594
公开日2005年7月27日 申请日期2004年8月20日 优先权日2003年8月21日
发明者约翰·T.·加斯纳, 迈克尔·D.·丘奇, 萨米尔·D.·帕拉博, 小保罗·E.·贝克曼, 戴维·A.·德克罗斯塔, 罗伯特·L.·罗曼尼科, 克里斯·A.·迈克卡迪 申请人:英特塞尔美国公司